JPS6353882A - イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 旧Ｌ」 本発明はイオン発生装置、特に感光材料あるいは訪電材
料などの被除・帯電部材を除電または帯電するイオン発
生装置に関する。

１１且遣 従来、静電記録あるいは電子写真装置などにおいて、い
わゆるコロナ放電装置が感光体などの被除・帯電部材を
除電あるいは帯電するために広く用いられている。しか
しながら、コロナ放電装置は放電ワイヤのわずかな汚れ
によっても、有害な放電ムラが生じ易く、この放電ムラ
は被除・帯電部材を不均一な除・帯電状態にするという
欠点があり、また放電ワイヤとこれを包囲する導電性シ
ールド部材との距離をある程度以上に離す必要があり、
装置の小型化にも限界がある。

これに対して他の放電装置として誘電体を挾む電極間に
交互電圧を印加し、これにより一方に電Ｆｊ（放？！電
極）側の誘電体表面と該一方の放電電極の、：Ｊｉ誘電
体表面直角な端面に正・負イオンを発生させ、外部電界
により所望の極性のイオンを抽出するもの（特開昭５４
−５３５３７号公報）がある、この装置は活発な放電に
より、放１！電極が汚れにくく、しかも従来のコロナ放
電装置に比較して小型化が可能であるという利点がある
。

しかし、この形式のイオン発生装置はオゾンが発生し易
いという欠点がある。

１几立ユ」 本発明は誘電体を挾む誘導電極と放電電極とを有するイ
オン発生装置において、その本来の機能を損なうことな
く、オゾン発生量を有効に減少させるごとを目的とする
。

企」ＬＤ」Ｌ２ 本発明によれば、誘電体と、該誘電体を挾む誘導電極と
複数の放電電極とを有し、前記各放電電極と誘導電極と
の間に位相の異なる交互電圧を印加することによって、
各放電電極近傍にイオンを発生させることを特徴とする
イオン発生装置が提供されるので、その本来の機能を損
なうことなくオゾン発生量を有効に減少させることがで
きる。

実ｉ例 第１図は本発明の実施例による放電装置（イオン発生装
置）１の断面図である０本発明の放電方法は被帯電体を
帯電する場合あるいは被除電体を除電する場合のいずれ
においても適用可能であるが、説明の簡略化のため以下
被帯電部材を帯電する場合について説明する。

この放電装置ｌは誘導電極２、放電電極３．１３．２３
および誘電体４を有し、被帯電部材５を帯電する機能を
有する。誘導電極２および放電電極３、工３．２３は図
示のごとく誘電体４を挾む。

ＦＡｔ体４は硝子、Ｓ＋０２．ＳｉＮ、ＳｉＣ。

Ｍ　ｇ　Ｏ、Ａ　１２０３などの酸化物あるいは窒化物
やそれらの複合膜材料製で、厚さ０．２ｇｍ〜１ｍｍ、
好ましくは１〜２０ルｍであるゆ誘導電極２は誘電体４
の一方の面側（図で上方）に設けられ、Ｔｉ　、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｃｕ。

Ａｌ、Ｎｉ、ＰＬ、Ａｕなど金属またはこれらの金属を
含む合金材料製で、厚さ０．１〜１０ルｍ、好ましくは
０．２〜５延ｍである。

放電電極は誘電体４の他方の面側に複数本（本実施例で
は３本）設けられ、それぞれＴｉ。

Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｎｂ。

Ｐｔ、Ａｕ、Ｗなどの高融点金属またはこれらの金属を
含む合金または酸化物などの材料でできており、厚さ０
．１〜ｌｏＡＬｍ、望ましくは０．２〜５ルｍである。

被帯電部材５は放電装置１の放電電極３に対向して設け
られ、これは感光材料あるいは誘電材料などの記録材で
あり、導電性材料の導電性基板６上に設置されている。

交互電圧電源７．１７．２７は放電電極と同数（本実施
例では３個）設けられ、それぞれの放電電極３．１３．
２３と誘導電極２とに接続され、これらの間に交互電圧
を印加する。ここで交互電圧は０電位を中心ど−て　対
称な波形のいわゆる文ｊｔ　Ｆ三に限られず、非対称な
形の交互電圧でもよい。

第２図は各放電電ｇ３．１３．２３に交互電圧電源７．
１７．２７によって印加される電圧波形を示す、最上部
のものが放電電極３に印加され、中央のものが放電電極
１３に印加され、最下部のものが放電電極２３に印加さ
れる。本図から理解されるように、交互電圧電源７，１
７．２７はそれぞれ異なった位相の交互電圧それぞれの
放電電極３に印加する。本実施例では３本の放電電極を
使用して、位相は１２０度ずつずれている。一般に放電
７ｒｉ、極の本数をｎとすると位相差は約３６０度／ｎ
とすることが好ましい。

第３図はこのように印加された電圧によって発生する放
電電流を示す、正側の頂部近傍において参照符号１０で
示す部分において、対応する放電電極の近傍で該電極に
沿って正イオンが発生し、負側の頂部近傍において参照
符号１１で示す部分において負イオンが、対応する放電
電極の近傍において該電極に沿って発生する。

直流バイアス電源８が誘導電極２と導電性基板６との間
に直流バイアス電圧を印加する。

つぎに、この装置を用いて行なう本発明の’ＷＷ方伝に
つ、）で説明する。

放電電８ｉ３．１３．２３と誘導電極２との間に交互電
圧電源７，１７．２７により交互電圧を印加する。これ
により誘電体４の放電電極３側の放電領域において前述
のごとく放電が発生し正・負イオンが生成される。

誘導電極２と導電性基板６の間に印加される直流／ヘイ
アス電圧によって、上記のごとく形成された正・負イオ
ンのうち直流バイアス電源８の極性によって決まるイオ
ンのみが被帯電部材５に向う、すなわち、直流バイアス
電源８の電圧により放電′ｒｒｔ極３．１３．２３と被
帯電部材５との間には電界が形成され、この電界の方向
は直流バイアス電源８の電圧の方向によって決定する０
本実施例の場合は放電電極側から導電性基板６に向う電
界が形成されるので正・負イオンのうち正イオンのみが
被帯電部材５に向い、そこに付着して被帯電部材５を正
に帯電する。

ここで、本実施例のイオン発生装置を放電電極が１本の
ものと比較すると、有効な放電、本実施例では正極性の
放電が１周期で３回（公知のものでは１回）、発生して
いる。従って、同一条件では得られるイオン量が３倍と
なり、実質的に同一のイオン量を得るためには周波数を
１／３以下に減少することができる。さらに、被帯電部
材５の実質的に同一の場所を３木の放電電極で除・帯電
するため、１本の放電電極においてそれに沿った方向に
放電むらが発生しても、他の２木によって放電むらの影
響が減少するので、交互電圧を低下させることができる
（１本の場合はこのようなむらを発生させないために印
加交互電圧を十分高くしなければならない）。

発明者の実験および研究によれば、オゾン発生量は周波
数および印加電圧の増加とともに増加する。本発明の場
合、放電電極の本数の増加はオゾン発生量を増加させる
ファクターであるが、周波数の低下と電圧の低下の影響
の合計の方が強く、オゾン発生量は結果的に減少するこ
とが確認された。

つぎに、本発明を放’Ｑｔ電極１本の場合と比較する。

第４図はこの場合のイオン発生装置の断面図である。

誘電体４として厚さ２００　ｇｍのアルミナを、誘導電
極２として厚さ５〜２０ｇｍのタングステンを、放電電
極３として厚さ５〜２０ＪＬｍのタングステンを用いた
ものを、放電電極１本および３本について準備した。放
電電極１本のものについては誘導電極２と放電電極３と
の間に３ＫＶｐｐ（ピークφビークＶ）、１０ＫＨｚの
交互電圧を誘導電極２と放′Ｗｉ電極３との間に印加し
た。これは除・帯電に影響するような放電むらが発生せ
ず、十分なイオンを安定的に抽出できる条件として選ん
だものである。

これらを、長さく放電電極）が１０ｃｍの帯電器として
１辺が３０ｃｍの密閉ボックス中に該帯電器を設置し一
定量の空気を流入、流出させ、流出した空気中のオゾン
量を、測定した。この時のオゾンの発生量は４０ｐｐｍ
であった。放電電極３木のものにつしｘては同一材料同
一厚さの誘導電極、放電電極、誘電体で、放電電極１本
のものと同様に、除・帯電に影響するような放電むらが
発生せず、十分なイオンを安定的に抽出できる条件とし
て、２．５ＫＶｐｐ、３ＫＨ２の交流を位相差１２０度
で印加した。このとき、両放電器について帯電機能は実
質的に同一であった。すなわち、両放電器について、−
７００ＶＤＣのバイアス電圧を放電電極と被帯電体の基
板電極の間に印加し、流れる帯電電流量を比較した所、
前記１木タイプのもので１μＡの電流が得られ、３木タ
イプでは０．９５ルＡの電流が得られた。この時被帯電
体上の表面電位は１両者ともほぼ一６００■であって帯
電機能としてはほぼ同一であることが確認された。この
場合のイオン発生量は３３ｐｐｍで、１本の場合に比較
して２０％も減少した。

つぎに、他の比較例について説明する。

誘電体４として厚さ８０１Ｌｍのポリイミドフィルムを
、誘導電極２としてニッケルを、放電電極３として厚さ
３０　Ｂｍのニッケルを用いたものを、放電電極１木お
よび３木について準備した。

放電電極１本のものについては誘導電極２と放電電極３
との間に２ＫＶｐｐ　（ピーク・ピークＶ）、１ＯＫＨ
ｚの交互電圧を誘導電極２と放電電極３との間に印加し
た。これは除・帯電に影響するような放電むらが発生せ
ず、十分なイオンを安定的に抽出できる条件として選ん
だものである。

この時のイオンの発生量は３５ｐｐｍであった。

放電電極３木のものについては同一材料同一厚さの誘導
電極、放電電極、誘電体で、放電電極１本のものと同様
に、除・帯電に影響するような放電むらが発生せず、十
分なイオンを安定的に抽出できる条件として、１．５Ｋ
Ｖｐｐ、２，５ＫＨｚの交流を位相差１２０度で印加し
た。前頁と同様の方法を用いて帯電機能についての測定
を行った所、帯電電流が、１木タイプで０．９ルＡ、３
木タイプで０．８６ルＡ、帯電電位が約−５８０Ｖで何
ら差はなかった。この場合のオゾン発生量は３０ｐｐｍ
で、１本の場合に比較して１６％も減少した。

前記オゾン発生量の差は、例えば電子写真装置本体に当
該帯電器を組み込み使用した場合の感光体周辺のオゾン
の蓄ａｔの差となる。ところが従来より用いられている
電子写真装置の感光体周辺は画像形成用諸装置がスキマ
なく設置されている為、オゾンの排出効率が低く、部分
的に蓄積等を発生し、結果として感光体に悪影響を及ぼ
す、これを防ぐため、強力なファンとオゾンフィルター
を用い、機外に浄化排気している。しかし、１６％オゾ
ン発生量が増した場合、ファンの排出能力はそれ以上の
アップ（５０〜６０％）が必要とされ１機械全体でみる
と多大な影響となる。

さらに、１本の放電電極のものについては放電を連続し
て行なうと、放電によって発生するオゾンおよび各種イ
オン、電子などによって放電電極周辺の樹脂が著しく劣
化し、３０分〜１時間で放電電極と誘導電極２間の樹脂
が破壊され、電気的絶縁破壊が発生し、放電が停止した
。これに対して本発明の３本の電極のものでは寿命が４
〜５時間と３倍以上であることが確認された。

第５図は本発明の他の実施例のイオン発生装置を示す、
この実施例は誘導電極２が各放電電極３．１３．２３に
対応して設けられ、それぞれの組合せに対して交互電圧
電源が独立的に設けられている点において前述の実施例
と異なっている。

他の部分は同様であるので対応する部材に同一の参照符
号を付することによって詳細な説明を省略する。

第６図、第７図、第８図は本発明のさらに他の実施例を
示す。

本実施例においては放電電極は２本であり、交互電圧電
源７は共通化されている。第７図から理解されるように
、誘導電極２には電源トランスの２次側巻線の中央部が
接続され、２本の放電電極３．１３には該トランスの２
次巻線の両端がそれぞれ接続される。この接続によって
、放電電極３．１３には、第８図に示すように、位相が
１８０度ずれた同一波形の交互電圧が印加される。この
場合回路構成が簡単になるだけでなく。

位相のズレの誤差が減少する。

第９図は放電電極の形状の変形例を示す、本例では、放
電電極の数は２であるが、それぞれは折返されて２列の
電極を形成し、２本ではあるが４列の放電電極である。

この場合も本発明に含まれる。放電面端が多くなる為抽
出イオン量が増す為放電時に印加する電圧をさらに低下
できるとともに、複写速度を低くした場合、それぞれの
周波数を１／２より小さく設定することも可能である。

発ｍ里 本発明によれば誘電体を挾む誘導電極と放′ｒｌＬ電極
とを有するイオン発生装置において、その本来の機能を
損なうことなく、オゾン発生量を有効に減少させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるイオン発生装置の断面図
である。 第２図は第１図のイオン発生装置に印加される電圧の波
形図である。 第３図は第１図のイオン発生装置のＡＣの電流波形に放
電電流の波形が重った図である。 第４図はこの場合のイオン発生装置の断面図である。 第５図は本発明の他の実施例によるイオン発生装置の断
面図である。 第６図は本発明のさらに他の実施例によるイオン発生装
置の断面図である。 第７図は第６図のイオン発生装置における電源およびこ
れとイオン発生装置との接続関係を示す。 第８図は第６図のイオン発生装置に対して印加される電
圧の波形図である。 第９図は放電電極の変形例を示す。 作り星ｊ 第１図 ２．１２．２２　：ｖｇ導電極 ３．１３．２３：放電電極 ４：誘電体 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体と、該誘電体を挾む誘導電極と複数の放電電極と
   を有し、前記各放電電極と誘導電極との間に位相の異な
   る交互電圧を印加することによって、各放電電極近傍に
   イオンを発生させることを特徴とするイオン発生装置。